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Amtliches Aktenzeichen: t#euanmeldung
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Aktenzeichen der Anraelderin: BO 974 022 Magnetkopfanordnung Die Erfindung
betrifft eine Magnetkopfanordnung, die in einem Gehäuse die notwendigen magnetischen
und nichtmagnetischen Bauteile zusammengefaßt enthält, wobei das Gehäuse an der
Seite der Spaltanordnung offen ist.
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Magnetkopfanordnungen zum Abtasten magnetischer Informationen, die
auf einem Aufzeichnungsträger enthalten sind, können auf verschiedene Weise hergestellt
werden. Eine Art besteht darin, daß als Bauteile keramische und dauermagnetische
Keramikrnaterialie zum Aufbau verwendet werden. In den meisten Fällen solcher keramischen
Köpfe wird die Herstellung dadurch bewirkt, daß die notwendigen Bauteile in gewünschter
Abmessung und Form in einer Reihe von aufeinanderfolgenden Schritten #usammengebracht
wird.
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Dabei sind oft schon eine oder mehrere besondere Fixiervorgänge zum
Zusammenhalten der Einzelteile notwendig. Schließlich werden die verschiedenen Teile
in Gänze zusammengefügt. Normalerweise werden die Teile durch die Kombination von
Bolzen, Slebstoff oder besonders ausgewählten Schmelzmaterialien wie z.B.
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Glas, Quarz, Silicondioxid, Siliconmonoxid oder Email zusammengehalten.
Diese Schmelzmaterialien werden in die Gesamtstruktur auf verschiedene Weise eingebracht,
beispielsweise durch Benutzung von Folien, welche am Platz geschmolzen werden, oder
durch die Anordnung dieser Materialien in Öffnungen, wobei beim Schraelzvorgang
dann diese Materialien in Öffnungen
und Schlitze aufgrund von Kapilarwirkung
hineinfließen. Es kann auch die Beschichtung der zusammenzufügenden Flächen durch
verschiedene Beschichtungstechniken vorgenommen werden.
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In jedem Fall erfordert die Verwendung von Klebematerialien oder ähnlichen
Materialien mehrere Aufbauschritte. Wo Klebstoffe benutzt werden, tritt das Problem
der Entfernung von Überschuß auf und dort wo das Zusammenkleben durch Schmelzen
erreicht wird, treten bei der Aufheizung und beirn Abkühlen der Kopfanordnung die
Probleme von inneren Spannungen aufgrund | unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten
der verschiedenen Teile auf. Dieses wiederum erfordert die genaue Abstiimuung der
Ausdehnungskoeffizienten der Materialien aufeinander, so daß dadurch die Grenzen
der Verwendung verschiedener Materialien eingeengt wird. Mechanische Mittel zum
Festhalten und Positioniereb der einzelnen Teile, die aus Bolzen oder Schrauben
bestehen, vermeiden manche dieser Probleme; bei Kopfanordnungen, die viele Einzelteile
und eine sehr präzise Anordnung erfordern, haben sich diese mechanischen Vorrichtungen
als nicht ausreichend erwiesen, beispielsweise von ihrer Größe her oder von der
ungleichförmigen Kraftverteilung her, die bei ihrer Benutzung auftreten. Insbesondere
spielt die Größe einen wesentlichen begrenzenden Faktor bei der Verwendung solcher
mechanischen Vorrichtung, um in Miniatur- oder Schichttechnik hergestellte Bauteile
für Magnetköpfe zu verwenden.
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Bei der Zusammensetzung einer Magnetkopfanordnung ist zur strukturellen
Verstärkung der Gesamtanordnung aus der US-PS 3 761 641 die Verwendung von keilförmigen
Abstands- und Verstärkungselementen bekannt geworden.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Magnetkopfanordnung anzugeben,
bei der die Probleme, welche insbesondere bei der Herstellung von sehr kleinen Köpfen
auftreten, und in der Verwendung von Klebmaterialien aller Art bestehen, zu vermeiden.
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Dabei soll die Anordnung einfach und kostensparend sein.
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Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1 durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruches angegebenen Merkinale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser prinzipiellen
erfindungsgemäßen Lösung sind in den Unteranbrüchen niedergelegt.
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In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäße Lösung erreicht,
daß jegliche Klebemittel bei dem Zusaaenbau der Magnetkopfanordnung zum Positionieren
und Festhalten der Einzelteile in ihren genau bestimmten Lagen vermieden wird. Es
sind darüber hinaus auch keine aufwendigen Schraelzvorgänge notwendig, so daß die
damit verbundenen Probleme durch die Erfindung vermieden werden.
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Aufbau und Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Magnetkopfanordnung
ist anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele im folgenden näher
erläutert.
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Die Figuren zeigen im einzelnen: Fig. 1 perspektivisch, teilweise
im Schnitt und weygebrochen eine Ansicht der Magnetkopfanordnung gemäß vorliegender
Erfindung; Fig. 2 eine perspektivisch dargestellte Teilansicht eines Wandlerelementes
gemäß der Erfindung, bei dem ein in Schichttechnik hergestelltes magnetisches Element
auf der Spaltseite des einen Wandlerelementes gezeigt ist;
Fig.
3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführunqsform gemäß vorliegender Erfindung und
Fig. 4 ein Schnittbild entlang der Linie 4-4 von Fig. 3, mit einer modifizierten
Form der Keilführungsfläche an anderer Stelle.
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Bei Ausführung vorliegender Erfindung sind die tatsächlich verwendeten
Materialien, aus der der Kopf und der Übertragerspalt gebildet ist, als auch die
Form der Bauteile bestirunt durch die letztliche Verwendung der Magnetkopfanordnung.
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Fig. 1 zeigt eine Magnetkopfanordnung 2 gemäß vorliegender Erfindung,
die ein Wandlerelement 4 und ein Wandlerelement 6 enthält, die zwischen sich einen
Übertragerspalt 8 bilden, der mit einem nicht höher dargestellten Auszeichnungsträger
zusar.aenarbeitet, um in diesen magnetische Informationen einzuschreiben oder solche
von ihm zu lesen. Die Elemente 4 und 6 sind innerhalb eines Gehäuses 12 angeordnet.
Bei dieser bevorzugten Ausführunysform ist ein getrenntes Bauteil 14 vorgesehen,
das eine abgeschrägte Keilführungsfläche 16 enthält. Die endgültige Positionierung
und damit der Ort der Teile innerhalb des Gehäuses und die Festklemmung dieser Teile
wird durch einen abgeschrägten Keil 18 vorgenommen, der in der Darstellung aus der
Anordnung herausgezogen dargestellt ist. Der Keil 13 enthält eine abgeschrägte Keilfläche
22, die mit Keilführungsfläche 16 zusammenarbeitet, um das Positionieren und Festklemmen
der Kopfbauteile innerhalb des Gehäuses 12 zu bewirken. Der Keil 18 ist spitzwinklig
mit einem Winkel O abgeflacht, wobei dieser Winkel im Hinblick auf die mechanische
Beziehung zwischen den Teilen abgestii,emt ist, um beim eingeschobenen Keil die
Klemmwirkung in optimaler Weise zu erreichen. Die Beziehung zwischen dem Keilwinkel
e und der notwendigen Klerlmwirkung ist dadurch gegeben, daß der tanO < als der
Reibungskoeffizient zwischen der abgeschrägten Keilfäche 22 und der Keilführungsfläche
16 ist.
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Vorzugsweise ist die Keilführungsfläche 16 bzw. das sie tragende Bauteil
14 und der Keil 18 aus Hartmetall, wie beispielsweise Titan oder rostfreiem Stahl,
hergestellt. Wenn beide Teile beispielsweise aus Titan sind, dann ist der Reibungskoeffizient
zwischen Keil und Keilführungsfläche ca. 0,27.
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Bei einer gegebenen Struktur führt eine größere lernmwirkun zu einer
Verminderung des Winkels O. Bei kleinerem Winkel O ist jedoch zu beachten, daß zwar
die Klemmkräfte zunehmen, die von Keil beim Eintreiben zurückzulegenden Wege jedoch
größer werden und die aufeinander aufliegenden Klemmflächen in ihrer Fertigung niedrigeren
Toleranzen folgen müssen. Dadurch ist natürlich eine sorgfältigere Bearbeitung notwendig.
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß ein Keilwinkel von ca. 110 bei Verwendung
eines Keils und einer Keilführungsfläche aus Titan sehr gut wirkt. Die Kraft zum
Eintreiben des Keils in Festkleminwirkung beträgt ca. 5 kg bei einer derartigen
Kombination von Winkel und Materialien.
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Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist gezeigt, daß das eine
Wandlerelement 6, das ist der eine Schenkel der gesamten Anordnung, ein in Schichttechnologie
hergestelltes magnetisches Teil 24 auf seiner Spaltfläche 26 beträgt. Diese Magnetschicht
24 ist von dem Hauptteil des Elementes 6 durch eine nichtmagne-,tische und elektrisch
nicht leitende Isolierschicht 28 beab-~stande und getrennt. Das für die magnetische
Schicht 24 verwendete Material kann sehr unterschiedlich sein. Elektrische Anschlüsse
sind an den Punkten 30 über Leitungen 32 an eine Stromquelle geführt.
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Eine andere Ausgestaltungsform der Erfindung ist in den Fign.
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i3 und 4 dargestellt, bei der ein Lese- oder Schreibspalt verwendet
wird, der schmaler als die gesamte Breite der tiandlerelemente 104 und 106 ist.
Beide Elemente bestehen aus einer Mehrzahl von Bauteilen einschließlich relativ
schmaler magnetischer Teile 132 und 134, die monolithisch mit anderen Elementen
zusammengebaut sind, um ein Paar fester
Wandlerelemente zu erhalten.
Sind die magnetischen Bauteile 132 und 134 beispielsweise aus Ferrit oder keramischen
Materialien hergestellt, dann sind zusätzliche Tragteile 136, 138, 142, ~144, 146
und 148 vorgesehen, die aus nichtmagnetischem Material wie beispielsweise Keramik
bestehen und Eigenschaften in Härte und thermischer Ausdehnung aufweisen, die die
Eigenschaften der magnetischen Keramik oder Ferritbauteile 132 und 134 beinhalten.
Die verschiedenen Bauteile, die jeweils in den Wandlerelementen 104 und 106 zusammengefaßt
sind, werden zunächst durch Klebetechnik oder durch andere Techniken zusammengefügt.
Die letzte Zusamraenbauung dieser Elemente 104 und 136 mit der schließlichen Positionierung
und der Festklemmung, um den Wandlerspalt 108 zu bilden, wird mittels des Keils
118 bewirkt. Bei dieser Ausführungsform liegt der Keil 118 direkt gegen das -Vandlerele--lent
106 anstelle des Gehäuses 112 an. Bei dieser Ausfunrungsform t liegt das Bauteil
114, das die abgeschrägte Keilführungsfläche enthält, gegen die Innenwand des Gehäuses
112 an. Eine abgewinkelte Verlängerung dieses Bauteils 114 mit der Keilführungsfläche
untergreift das Bauteil 106, um so eine weitere genaue Führung und Tragfläche für
die einzelnen Bauteile zu bilden. Der Magnetteil 140, der Teil des Magnetkreises
bildet, ist von einer Spule 150 umgeben, die zur Abtastung oder zur Einschreibung
für die Magnetinformationen auf dem Aufzeichnungsmedium 152 im Ubertragerspalt 108
dient.
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,Die Erfindung wurde in den Fig. 1 bis 4 anhand eines im wesentlichen
rechtwinklig gestalteten Gehäuses 12 bzw. 112 dargestellt.
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s ist klar, das ein solches Gehäuse auch rund, elliptisch oder unregelmäßig
geformt sein kann, je nachdem wie die Anwendung dies erfordert. In entsprechender
Weise sind dann auch Keil und das Bauteil mit der Keilführungsfläche zu gestalten.
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Desweiteren ist der in den Figuren dargestellte Keil 18 bzw.
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118 nur mit einer abgeschrägten Fläche dargestellt. Es sind auch konische
Keile möglich, wobei selbstverständlich notwendig ist, darauf zu achten, daß die
notwendigen seitlichen
Klemmkräfte aufgebracht werden, um die Bauteile
fest in ihrer #Position zu halten. Die vorliegende Erfindung läßt sich besonders
vorteilhaft bei der Herstellung und dem Zusammenbau von miniaturisierten Magnetköpfen
verwenden.